热能与动力工程综述

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热能与动力工程11-4

近年来,随着我国综合国力的不断提升,各国的能源相继的出现不同程度上的危机,因此能源与动力工业逐步成为我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业,同时也是涉及多个领域高新技术的集成产业,在国家经济建设与社会发展中一直起着极其重要的作用。

热能与动力工程正是为了解决能源与动力方面的问题而诞生的一门学科,我国能源动力形成于本世纪五十年代,能源动力学科中的专业先后包括有锅炉、涡轮机、电厂热能、风机、压缩机、制冷、低温、内燃机、工程热物理,水力机械以及核能工程等11个专业,形成了明显的以产品带教学的基本格局。热能与动力工程专业中包含的水利水电动力工程专业的前身为水电站动力装置专业。该专业也形成于20世纪50年代。1977年恢复高考招生后,该专业更名为水电站动力设备专业。1984年该专业更名为水利水电动力工程专业,涵盖了原水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程等专业。 1998年,按照国家教育部颁布的新的专业目录,水利水电动力工程专业并入热能与动力工程专业,新的热能与动力工程专业包含了原来的热力发动机、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、热能工程、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力、工程冷冻冷藏工程等9个专业。

其实众所周知能源的开发和利用很大程度上是热能的开发和利用。涉及能源利用的各种热力装置和热工设备不但在动力工业中,而是几乎在所有的工业中都有,形式多样,五花八门。而热能与动力工程也是研究热能及其利用的学科。那么究竟热能与动力工程主要是研究什么的呢?

热能与动力工程是以工程热物理学科为主要的理论学科,以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象,运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容,研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低(或无)污染地转换成动力的基本规律和过程,研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。本专业培养具备热能工程、传热学、流体力学、动力机械、动力工程等方面基础知识,能在国民经济和部门,从事动力机械(如热力发动机、流体机械、水力机械)的动力工程(如热电厂工程、水电动力工程、制冷及低温工程、空调工程)的设计、制造、运行、管理、实验研究和安装、开发、营销等方面的高级工程技术人才。

热能与动力工程专业下设五个专业方向即热能工程,热立发动机,流体机械及工程,空调与制冷和大气污染与环境控制工程。

热能工程专业方向:热能工程是研究热能的释放、转换、传递以及合理利用的学科,它广泛应用于能源、动力、空间技术、化工、冶金、建筑、环境保护等各个领域。培养从事热能工程及工程热物理方面的研究、设计、运行管理、产品开发的高级工程技术人员。本专业方向对应热能工程学科,具有硕士、博士学位授予权。

热力发动机专业方向:热力发动机主要研究高速旋转动力装置,包括蒸汽轮机、燃气轮机、涡喷与涡扇发动机、压缩机及风机等的设计、制造、运行、故障监测与诊断以及自动控制。为航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、铁路

及轻工等部门培养高级工程技术人才。本专业方向对应的动力机械及工程学科,具有硕士、博士学位授予权,该学科2000年被评为国家重点学科。毕业生主要从事发电设备与大型电站、航空与航天发动机、船舶发动机与系统动力设备研制、生产、运行等工作。

流体机械及流体动力工程专业方向:主要研究流体机械及其工作系统自动化,流体循环系统节能等,在水电水利、机械制造、交通运输、石油化工、工程机械、食品纺织、航天航空、舰船武备乃至市政设施、工民建筑等部门都有广泛的应用。该专业方向包括流体机械及各类流体动力系统的设计、运行及其自动化管理、控制理论及工程应用等,培养从事叶片泵、水轮机、风机、液力、流体传动及控制、湍流控制、微尺度通道流动、粘弹性非牛顿流体力学等方面的研究、设计、制造、运行及产品开发和科学研究的高级工程技术人才。本专业方向对应流体机械及工程学科,具有硕士学位授予权。

空调与制冷专业方向:主要研究制冷与低温技术。它广泛应用于能源、航天、航空、汽车、石油化工、食品与药品的生产、医疗设备与空调制冷设备的生产等领域。本专业方向培养从事空调制冷工程与设备的设计、运行管理、产品开发和科学研究的高级工程技术人才。本专业方向对应制冷及低温工程学科,具有硕士、博士学位授予权。

大气环境污染控制工程专业方向:主要研究大气环境保护理论和技术,应用于能源、动力、化工、冶金、市政等领域的大气环境保护事业。该专业培养从事大气环境保护理论和技术研究、开发及从事环境管理和规划的高级工程技术人员。本专业方向对应热能工程学科和环境工程学科,具有硕士、博士学位授予权。

本人主要是学习空调制冷方向的相关知识,近年来随着科技日新月异的发展,低温制冷的世界也在发生着翻天覆地的变化。作为低温制冷“心脏”的压缩机也得到了前所未有的发展。

在我国,房间空调压缩机可以分为两种滚动活塞式(或称为回转式,转子式等)和涡旋式。

滚动活塞式压缩机以R22为制冷剂的压缩机产品品种,规格基本上可以满足国内房间空调制造业的需要。滚动活塞式压缩机主要有大容量压缩机,变频压缩机,T3气候条件压缩机,高能效比压缩机和R407C和R410A用压缩机。

其中比较值得说一说的是R471C和R410A用压缩机。由于空调器用常规制冷剂R22对大气臭氧层有破坏作用,危害人类健康和生态环境,造成地球气候变暖。因此,各国都赞同逐步淘汰R22制冷剂。发达国家禁止使用R22的时间较早,目前欧洲有的国家已经禁止生产和销售R22空调器。而我国也要作为空调器出口大国,我国出口欧洲的数量也很可观,因此,对出口欧洲等地区的空调器,需要使用非R22制冷剂的压缩机。目前在房间空调器中替代R22的制冷剂,主要是R407C和R410A。R407C是R32(23%),R125(25%)和R134A(52%)三种单一制冷剂的非共沸混合制冷剂。它的单位容积制冷量和工作压力和R22接近,只是与润滑油的相容性和R22不同。因此,生产R22空调压缩机的工厂,只要把润滑油更换,很容易生产R407C 的压缩机。R410A是R32(50%)和R125(50%)两种单一制冷剂的近共沸混合制冷剂,它的单位容积制冷量和工作压力都比R22高。因此,要生产R410A的压缩机,除了润滑油需要更换外,压缩机的气缸工作容积和结构强度以及电机功率都需要重新设计。这种压缩机与R407C压缩机相比,其优点是能效比高、泄漏时制冷剂可直接添加。

而涡轮式压缩机就我国现状而言国内生产空调涡旋式压缩机的四家公司

中,谷轮、大连三洋和西安大金庆安都是1998年以后新建的,生产设备和技术都比较先进,但产品品种规格还不够齐全,而且它们产品的制冷量范围相互重叠的比较多。

科技还在不断地发展着而新型压缩机的研究也在如火如荼的的进行中目前我国各个高校正在研究的新型压缩机有:(1)直线压缩机:采用新型磁阻式直线电机驱动往复活塞式压缩机,其结构简单,易于控制,可实现高效节能。西安交大压缩机研究中心和中国科学院低温技术实验室等单位正在研究。(2)使用二氧化碳自然制冷剂的制冷循环及压缩机和膨胀机:自然制冷剂的ODP及GWP都很小,是一种理想的环保制冷剂。天津大学、上海交通大学等单位正在研究。(3)新型摆线转子压缩机:一种类似于齿轮油泵的压缩机,内转子型线由短幅上摆线的内等距线构成,外转子型线由圆心均布于创成圆上的圆弧构成。西安交大环境与化工学院正在研究。

空调压缩机的发展永远不会止步,而我们也很清楚的看到中国空调压缩机的现状与国外相比还是存在一定的差距的。因此我们要不断的努力加强产品开发能力的建设,加强和高等学校、科研单位的合作利用他们的研究成果和研究资源,开发自己的特色产品。不断更新设备不断更新加工制造和装配过程的落后设备(包括电机生产设备),提高产品制造精度,提高生产效率,改善产品性能,降低产品成本。扩大直流变频压缩机的生产和品种,扩大涡旋压缩机的品种。在发展压缩机的同时不忘保护环境人与自然和谐发展!

参考文献《我国空调压缩机制造业的现状和发展方向(周子成)》、《2006年世界空调压缩机的发展(周子成)》

纳米材料的表面界面问题

纳米材料的表面、界面问题 目录 摘要 (2) 1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题 (3) 纳米微粒的表面效应 (3) 纳米固体的界面效应 (3) 纳米材料尺度效应导致的热学性能问题 (4) 纳米材料尺度效应导致的力学性能问题 (4) 纳米材料尺度效应导致的相变问题 (4) 2. 金属纳米材料的表面、界面问题 (5) 高性能铜(银)合金中的高强高导机理问题 (5) 金属复合材料的强化模型和物理机制问题 (5) 原子尺度上的Cu/X界面研究 (6) 3 纳米材料表面、界面效应的研究成果综述 (9) 参考文献 (11)

摘要 纳米材料包含纳米微粒和纳米固体两部分,纳米微粒的粒子直径与电子的德布罗意波长相当,并且具有巨大的比表面;由纳米微粒构成的纳米固体又存在庞大的界面成分。强大的表面和界面效应使纳米材料体现出许多异常的特性和新的规律,这些特性和规律使其展现出广阔的应用前景。其中,在宏观尺度上制造出具有纳米结构和纳米效应的高性能金属材料,并揭示这些材料的组织演化特征以实现功能调控,是金属材料学科面临的重大科学问题和需要解决的核心关键技术。本文将对纳米材料的表面、界面效应进行介绍并重点阐述金属纳米材料界面、尺度与材料塑变、强化关系的研究进展。 关键词:纳米材料;表面效应;复合材料 、

1 纳米粒子和纳米固体的表面、界面问题 纳米粒子是指颗粒尺度在范围的超细粒子,它的尺度小于通常的微粉,接近于原子簇。是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子[1]。只能用高倍的电子显微镜进行观察。最早日本名古屋大学上田良二教授给纳米微粒下了一个定义:用电子显微镜能看到的微粒被称为纳米微粒[2]。 纳米固体是由纳米微粒压制活特殊加工而成的新型固体材料,它可以是单一材料,也可以是复合材料。纳米固体最早是由联邦德国萨尔兰大学格莱特等人在80年代初首先制成的。他们用气相冷凝发制得具有清洁表面的纳米级超级微粒子,在超高真空下加压形成固体材料。 纳米微粒的表面效应 随着微粒粒径的减小,其比表面积大大增加,位于表面的原子数目将占相当大的比例。例如粒径为5nm时,表面原子的比例达到50%;粒径为2nm时,表面原子的比例数猛增到80%;粒径为1nm时,表面原子比例数达到99%,几乎所有原子都处于表面状态。庞大的表面使纳米微粒的表面自由能,剩余价和剩余键力大大增加。键态严重失配、出现了许多活性中心,表面台阶和粗糙度增加,表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价,导致了纳米微粒的化学性质与化学平衡体系有很大差别,我们把这些差别及其作用叫做纳米微粒的表面效应[3]。 从电镜研究中也可以看出,由于强烈的表面效应使得纳米微粒的微观结构处于不断地变化之中。 纳米固体的界面效应 由纳米微粒制成的纳米固体,不同于长程有序的晶态固体,也不同于长程无序短程有序的非晶态固体,而是处于一种无序状态更高的状态。格莱特认为,这类固体的晶界有“类气体”的结构,具有很高的活性和可移动性。从结构组成上看它是由两种组元构成,一是具有不同取向的晶粒构成的颗粒组元,二是完全无序结构各不相同的晶界构成的界面组元。由于颗粒尺寸小,界面组元占据了可以与颗粒组元相比拟的体积百分数。例如当颗粒粒径为5-50nm时构成的纳米固体,

功能材料文献综述

聚丙烯酸系高效减水剂在高强高性能混凝土中的作用 摘要:高效减水剂是指在保持混凝土坍落度基本相同的条件下能大幅度减少拌和用水量的外加剂。聚丙烯酸高效减水剂具有强度高、耐热性、耐久性、耐候性等优异性能,正是由于聚丙烯酸高效减水剂的这些优良特性而使它成为世界性的研究热点。本文则通过查阅国内外文献,总结阐述聚丙烯酸系减水剂在高强高性能混凝土中的作用,它的研究进展,以及未来发展方向。 关键字:聚丙烯酸系高效减水剂高强混凝土高性能混凝土 一、前言 高性能混凝土是指符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土,当混凝土的某些特征是为某一特定的用途和环境而设定时,这就是高性能混凝土。而高强混凝土是以混凝土的抗压强度指标为特征而命名的,我国现阶段通常将强度等级达到或超过C60的混凝土称为高强混凝土。可以看出当高性能混凝土的强度很高时便是高强混凝土,即高强混凝土是高性能混凝土的一种,故下文将聚丙烯酸系高效减水剂在高强高性能混凝土中的作用统称为在高性能混凝土中的作用。 混凝土与水泥砂浆一样,具有抗压强度高、稳定性好、施工机械简单、成本低廉等优点,是应用最广泛的建筑材料之一。但由于其自身存在诸如坍落度损失大、水泥用量大、耐久性不够好等缺陷,使其功能和使用范围受到一定限制。而外加剂具有改善混凝土拌合物和易性、合理降低水泥用量和提高混凝土抗渗、抗冻性能等优点,所以,利用外加剂改善新拌混凝土的工作性,提高混凝土硬化后的力学性能、体积稳定性和耐久性,是现代高性能混凝土技术发展的方向。在混凝土中减水剂不仅具有改善混凝土拌合物流变性能的作用,同时还具有提高硬化后的混凝土力学性能、体积稳定性和耐久性能的作用。高效减水剂是指在保持混凝土坍落度基本相同的条件下能大幅度减少拌和用水量的外加剂。在这些高效减水剂中,聚丙烯酸系减水剂是当今混凝土高性能减水剂研究中较为前沿的研究课题,该类减水剂具有低掺量、高减水率、抑制坍落度经时损失等特点。本文通过查阅国内外文献,总结阐述聚丙烯酸系减水剂在高强高性能混凝土中的作用,聚丙烯酸系减水剂的研究进展,以及未来发展方向。 二、聚丙烯酸系高效减水剂的作用机理 聚丙烯酸系减水剂由于其优异性能而引起广泛的关注,为了有效研究和开发这一类型的减水剂,对其减水机理的研究非常重要。减水剂的分散减水机理主要包括以下几个方面: 1、聚丙烯酸减水剂可以有效降低水泥颗粒固液界面能 H 聚丙烯酸减水剂由于分子结构中有大分子的主链和侧基- COOH,- OH,- SO 3等,既有亲水性又有亲油性,在水泥- 水界面上具有很强的吸附能力。减水剂吸附在水泥颗粒表面,能够降低水泥颗粒固液界面能,降低水泥- 水分散体系的总能量,从而提高分散体系的热力学稳定性,这样有利于水泥颗粒的分散。 2、聚丙烯酸减水剂静电斥力的作用 新拌混凝土中掺入减水剂后,由于减水剂分子结构中的- COOH、- OH、- SO H 3等极性基团的电离作用,使得水泥颗粒表面带上电性相同的电荷,并且电荷量随

含微电网的配电网可靠性评估综述

研究生课程考核试卷 (适用于课程论文、提交报告) 科目:电力系统可靠性教师:谢开贵 姓名:甘国晓学号:20121102039t 专业:电气工程类别:学术 上课时间:2013 年 3 月至2013 年 4 月 考生成绩: 阅卷评语: 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制

含微电网的配电网可靠性评估综述 摘要:微电网的接入影响了配电网可靠性的同时,也会给配电王的可靠性评估带来新的问题。本文从微电网的可靠性评估模型和可靠性评估指标两方面分析了微电网可靠性评估的研究现状,总结了微电网可靠性评估的两种主要方法:解析法和模拟法。在此基础上,指出了含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 关键词:分布式发电;微电网;可靠性评估;评估方法 1.引言 随着人类面临的能源紧缺、环境恶化等问题日趋严重,世界各国纷纷将目光投向一种清洁、环保、经济的能源——分布式电源。分布式发电(distributed generation, DG)指靠近用户,为满足某些终端用户的需求,功率为从几千瓦到50MW的小型模块式、与环境兼容的独立电源,主要包括风力发电场、燃料电池、微型燃气轮机、光伏电池、地热发电装置、储能装置等。 随着DG及其系统集成技术日趋成熟,单位千瓦电能生产价格的不断下降以及政策层面的有力支持,分布式发电技术正得到越来越广泛的应用。但是,随着分布式发电渗透率的增加,各种DG的并网发电对电力系统的安全稳定运行提出了新的挑战,要实现配电网的功率平衡与安全运行,并保证用户的供电可靠性和电能质量也有很大困难[1]。为此,有学者提出了微电网的概念。微电网将DG、负荷、储能装置及控制装置等有机结合并接入到电网中[2];微电网一般接入到配电系统中,它既可与电网联网运行,也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行,它的灵活运行方式可以实现DG的接纳及与电网的互相支撑,同时也极大地影响了配电系统的可靠性,增加了配电网可靠性评估的复杂性。 本文将总结含微网的新型配电系统可靠性评估的研究进展,列举微电网可靠性评估的主要方法,并在此基础上指出含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 2.含微电网的配电网可靠性评估研究现状 微电网是一个完整的发、配电子系统,随着微电网接入配电网,配电网将由传统的单电源辐射状变成一个遍布电源和负荷的新型配电网,增加了配电网潮流的不确定性,从而对系统的运行和控制产生了一系列的影响,配电系统可靠性的评估理论与方法也将发生变化。目前,含微电网的配电网可靠性评估的研究刚刚起步,现有研究的进展有以下方面[3]。

太阳能热利用技术概述

太阳能热利用技术概述 【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源,太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料,从而减轻空气污染及全球暖化的问题,环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术;先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术,包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等;在当前研究的热点问题部分,主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用;太阳能建筑;太阳能热发电;太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛,它包括太阳能的光热利用,太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。现代的太阳能热技术将阳光聚合,并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外,建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态,使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点:一是能流密度低;二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。太阳能热利用研究和开发方兴未艾,随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加,世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮,开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容,太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的集热器,主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为:低温(80℃以下)、中温(80-350℃)和高温(350℃以上)三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应用最广泛的是太阳能热水器、太阳能空调降温/制冷等。 2.1 太阳能集热器

电厂热能动力工程(本科)专业简介

电厂热能动力工程(本科)专业简介 专业代码:080502 一、考试课程及学分 二、学习书目 1.中国近现代史纲要

《中国近现代史纲要》,王顺生,李捷主编,高等教育出版社(2008版)。 2.马克思主义基本原理概论 《马克思主义基本原理概论》,卫兴华,赵家祥主编,北京大学出版社(2008版)。3.英语(二) 《大学英语自学教程》(上、下册),高远主编,高等教育出版社。 4.热工过程自动控制 《热工过程自动控制》,郎泉江主编,中国电力出版社。 5.工程热力学(二) 《工程热力学》,徐达主编,中国电力出版社。 6.机械设计基础及电厂金属材料 《机械设计基础及电厂金属材料》,芮晓明主编,中国电力出版社。 7. 物理(工) 《物理(工)》,吴王杰主编,辽宁大学出版社(2007版)。 8.复变函数与积分函数 《工程数学复变函数与积分变换》,贺才兴主编,辽宁大学出版社。 9.线性代数 《工程数学线性代数》,魏战线主编,辽宁大学出版社。 10.流体力学及泵与风机 《流体力学及泵与风机》,王松岭、安连锁主编,中国电力出版社。 11.传热学(二) 《传热学》,夏雅君主编,中国电力出版社。 12.锅炉燃烧设备 《锅炉燃烧设备》,姚文达主编,中国电力出版社。 13.汽轮机原理及运行 《汽轮机原理及运行》,陈汝庆主编,中国电力出版社。

14.热力发电厂 《热力发电厂》,杨玉桓主编,中国电力出版社。 15.电力企业经济管理 《电力企业经济管理》,萧国泉、李弘泽主编,中国电力出版社。 16. 创业理论与实务 《创业理论与实务》迟英庆等主编,江西人民出版社。 17.现代生物学导论(第5、6、10、11、12、16章不做考试要求)《基础生命科学》(第二版),吴庆余主编,高等教育出版社。

材料表面与界面化学

简诉催化剂的表面结构与性能 材料学院材料化学10-2 郑笔志 201001130939 一﹑NH3 在V2O5/ AC催化剂表面的吸附与氧化 将V2O5 担载在活性焦( AC) 上制得V2O5/ AC 催化剂, 通过吸附脱附实验、程序升温脱附实验与原位质谱结合, 对200e 下NH3 在V2O5/ AC 催化剂表面的吸附和氧化行为进行了研究。 NH3 在载体AC 上的吸附和氧化行为如图1 所示. 图中第1 阶段为只通Ar 未通NH3+ O2/ Ar 时尾气的质谱信号, 第2 阶段为连续通入NH3 + O2/Ar 后反应器出口各气体浓度的变化, 第3 阶段是切断NH3+ O2/Ar 后, 用Ar 吹扫时尾气浓度的变化.在NH3+ O2/ Ar 通入反应器初期的200 s 内, 出口NH3 和NO 的浓度与未通NH3+ O2/ Ar 时的信号相同, 200 s 后NH3 和NO 同时开始逸出, 且两者的浓度都逐渐升高并接近平衡, 表现出相同的规律. 在第3 阶段的Ar 吹扫过程中有NH3 和NO 放出, 表明第2 阶段发生了NH3 和NO 吸附, 且吸附的NH3和NO 能够在吹扫过程中同一温度脱附. 整个过程中出口N2O 和N2 的浓度一直与未通NH3+ O2/ Ar前相同, 表明无N2O 和N2 释放.第2 阶段的前200 s 内没有检测到NH3 和其他气体, 说明AC 表面存在NH3 的吸附位, 吸附了NH3 但不产生不能被吸附的气体产物. 在200~270 s 内, NH3 的出口浓度逐步上升并接近平衡,说明.

AC 表面的NH3 吸附位被逐渐覆盖, 残余的空吸附位越来越少, 不能被吸附的NH3 越来越多. 出口NO 的浓度表现出与NH3 同样的行为, 在逸出NH3 的浓度接近最大值时NO 的浓度也接近最大值. 这表明AC 表面存在不能被吸附的NH3 所覆盖, 并且可以连续不断地将NH3 转化为NO 的氧化位. 而这些氧化位在第2 阶段初期必定会将NH3转化为NO, 所以第2 阶段初期没有NO 逸出的现象表明生成的NO 会被AC 所吸附, 而NH3 和NO相同的逸出规律表明二者的吸附位可能相同。 一般认为, NH3 可发生如下三种氧化反应:

(完整word版)地热能的应用及发展前景

地热能的应用及发展前景 班级: 姓名: 学号:

地热能的应用及发展前景 摘要:自18世纪60年代英国工业革命开始,人类社会进入到一个崭新的时代,能源动力逐步代替了传统的手工劳动。随着社会的不断发展,各国对能源的需求量不断加大,这使得世界上储存的能源资源不断减少,人类或将面临能源短缺的问题,加之人们以前对能源的认知程度较低,浪费现象较严重,导致我们现在不得不寻找新型能源来代替传统的能源,如今我们正逐渐向以天然气为主的转变,同时风能、核能、光能、地热能、太阳能等可再生能源也正得到广泛的利用,这显然会成为今后替代能源的主流。 前言:地热能开发利用对环境的有害影响小。因此,地热能作为替代能源不论是用于发电还是直接热利用,都能大幅度减轻对环境的不利影响。我国地热能开发利用兴起干70年代初,目前我国新能源和可再生能源发展纲要中地热能也被列为主要任务,进一步扩大地热直接利用和发电利用。 (一)地热能简介 地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃,而在80至100公英里的深度处,温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量,为人们提供所需的能源。 (二)地热能的分布 世界地热资源主要分布于以下5个地热带: 1、环太平洋地热带。世界最大的太平洋板块与美洲、欧亚、印度板块的碰撞边界,即从美国的阿拉斯加、加利福尼亚到墨西哥、智利,从新西兰、印度尼西亚、菲律宾到中国沿海和日本。世界许多地热田都位于这个地热带,如美国的盖瑟斯地热田,墨西哥的普列托、新西兰的怀腊开、中国台湾的马槽和日本的松川、大岳等地热田。 2、地中海、喜马拉雅地热带。欧亚板块与非洲、印度板块的碰撞边界,从意大利直至中国的滇藏。如意大利的拉德瑞罗地热田和中国西藏的羊八井及云南

镁合金文献综述

金属镁及其镁合金的制备与应用 摘要:本文评述了金属镁的制备,镁合金的种类,以及镁及其镁合金的应用。 关键词镁镁合金制备应用 镁是最轻的金属元素,其比重只有1.74,仅相当于铝的2/3,铁的1/4。而且镁资源特别丰富,占地壳总重量的2.1%,海水中的o.13%,可谓取之不尽,用之不竭。金属镁及其合金具有密度小、比强度和比刚度高、导电导热性能较好、阻尼减震和电磁屏蔽性能良好、易于加工成型、废料容易回收等优点[1],广泛应用于航天航空、交通运输、电子技术、光学器材、精密机械、日用商品等领域。由此镁及镁合金获得“21世纪的绿色工程材料”的美誉[2]。 1.金属镁的制备 金属镁的制备方法可分为两大类:电解法和热还原法。 1.1电解法炼镁[3-5] 电解法的原理是电解熔融的无水氯化镁,使之分解成金属镁和氯气。依据所用原料及处理原料的方法不同,可细分为以下具体的方法:道乌法、氧化镁氯化法、诺斯克法和光卤石法等[6]。以下主要介绍氧化镁氯化法和光卤石法。 1.1.1 氧化镁氯化法利用天然菱镁矿,在700~800℃下煅烧,80%得到活性较好的轻烧氧化镁。氧化镁的粒度要小于0.144mm,然后与碳素混合制团,团块炉料在竖式电炉中氯化,制得无水氯化镁,直接投入电解槽,最后电解得金属镁。 制备MgCL 2的程式为:2MgO+2CL 2 +C=2Mgcl 2 +CO 2 。 1.1.2 光卤石法将光卤石(Mgcl 2·kcl·6H 2 O)脱水后,直接电解制取金属镁。 光卤石脱水时水解反应不像Mgcl 2 那样严重,但也有一定的水解,因而在无水化 的处理过程中,也需要氯化过程,由于加入了,需要经常清理电解槽。 1.1.3 电解法制镁存在的问题 制备无水Mgcl 2 困难:在氯化镁的脱水过程中,由一水氯化镁脱水制取结 晶氯化镁的过程极易水解,产生碱式氯化镁[Mg(OH)CL]和氧化镁,生产工 艺较难控制;在HCL气氛下,水氯镁石脱水需要较高的温度(一般约为450℃), 能耗大,设备腐蚀严重。在金属镁的生产成本中,大约50%的费用用于Mgcl 2 脱水。金属镁的纯度较低:电解法制取的粗镁中主要含有电解质中的氯化物及Fe、Si、Ni、Cr、Mn和K、Na等金属杂质,其存在会降低镁及其合金的耐腐蚀性能,因此需要采取措施,提高镁的纯度。 1.2 热还原法炼镁 热还原法的典型代表是皮江法,皮江法是1940年左右发展起来的一 种炼镁方法[7],我国目前约98%以上的原镁是由皮江法生产的。皮江法将煅烧白 云岩和硅铁按一定配比磨粉,压成团块,在高温和真空条件下,使煅烧白云岩 中的氧化镁还原为镁蒸气,然后冷凝结晶为粗镁,再经精炼制得镁锭。

电力系统可靠性综述

P 本文简要介绍了电力系统中各子系统可靠性的基本概念以及相应的可靠性指标、可靠性指 标计算方法等。对文献中提出的相应的子系统可靠性评估方法进行评述,分析了它们在电力系统 可靠性分析中应用的特点以及存在的主要问题,以促进该研究领域的进一步发展。 电力系统可靠性综述 ■广东工业大学自动化学院鄂飞程汉湘 产 经 电力系统可靠性[1]是指电力系统按可接 受的质量标准和所需数量不间断地向电力 用户供应电力和电能量的能力的量度,包 括充裕度和安全性两个方面。充裕度是指 电力系统维持连续供给用户总的电力需求 和总的电能量的能力,同时考虑到系统元 件的计划停运及合理的期望非计划停运, 又称为静态可靠性,即在静态条件下电力 系统满足用户电力和电能量的能力;安全 性是指电力系统承受突然发生的扰动,如 突然短路或未预料到的失去系统元件的能 力,也称为动态可靠性,即在动态条件下 电力系统经受住突然扰动且不间断地向用 户提供电力和电能量的能力。 电力系统可靠性是通过定量的可靠性 指标来量度的。一般可以是故障对电力用 户造成的不良后果的概率、频率、持续时 百分数备用法和偶然故障备用法。这两种 方法均缺乏应有的科学分析,目前已逐渐 被概率性可靠性指标所代替。 概率法常用的可靠性指标有:电力不 足概率(LOLP)、频率及持续时间(F&D)、 电量不足概率(L O E P )、电力不足期望 (LOLE)。国际上曾一度采用LOL(loss of load probability)作为发电系统可靠性 指标,但该方法过于粗略,评估误差较大, 且无法计算有关电量指标。后来人们又提 出了更为详细的计算电力不足概率的指标 和方法,即电力不足小时期望值LOLH(h/ a)。该方法以每天24h的实际负荷变化情 况为负荷曲线模型,计算出电力不足小时 期望值。 国际上关于发电系统可靠性计算的另 一个常用的指标为电量不足期望值EENS [2] 间、故障引起的期望电力损失及期望电能 (expected energy not supplied), 量损失等,不同的子系统可以有不同的可 靠性指标。 电力系统规模很大,习惯上将电力系 统分成若干子系统,根据这些子系统的功 能特点分别评估各子系统的可靠性。 发电系统可靠性 发电系统可靠性是指统一并网的全部 发电机组按可接受标准及期望数量满足电 力系统的电力和电能量需求的能力的量度。 发电系统可靠性指标可以分为确定性 和概率性两类。过去曾广泛应用确定性可 靠性指标来指导电力系统规划和运行,如 其意义为在某一研究周期内由于供电不足 造成用户减少用电量的期望值。该指标能 同时反映停电的概率与停电的严重程度, 而且更便于把可靠性与经济性挂钩,因此 EENS指标日益受到重视。文献[3]针对我国 电力系统的特点,以LOLH 和EENS作为可靠性指标, 计算了全国统一的指标参 数,并绘出了综合最优发 电系统可靠性指标曲线, 对我国的电源规划及发电 系统可靠性研究有重要的 参考价值。其他可靠性指 标虽有应用,但不普遍。 2006 年第 3 期 5

形状记忆合金文献综述

形状记忆合金性能及其应用 摘要:形状记忆合金具有形状记忆效应、超弹性效应、高阻尼特性、电阻突变效应以 及弹性模量随温度变化等一般金属不具备的力学特性,使其在仪器仪表、自动控制、机器人、机械制造、汽车、航天航空、生物医学等工程领域都能发挥重要的作用,对其本 构性能和在工程应用中的性能的研究十分必要。形状记忆合金作为一种特殊的新型功能 材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。 关键字:形状记忆合金形状记忆合金效应分类应用 1形状记忆合金简介 1.1 形状记忆材料是指具有形状记忆效应(shape memory effect,简称SME)的材料。形 状记忆效应是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后,再对材料施加适当的 外界条件,材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。通常称有SME的金属材料为形状记忆合金(shape memory alloys,简称SMA)。研究表明, 很多合金材料都具有SME ,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的,才具有利用价值。到目前为止,应用得最多的是Ni2Ti 合金和铜基合金(CuZnAl 和CuAlNi) 。 1.2 至今为止发现的记忆合金体系: Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe-Mn-Si等。 1.3 形状记忆合金的历史只有70多年,开发迄今不过20余年,但由于其在各领域的特效应用,正广为世人所瞩目,被誉为"神奇的功能材料",其实用价值相当广泛,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。 2形状记忆合金效应分类 2.1 单程记忆效应 形状记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过

电力系统的供电可靠性研究

电力系统的供电可靠性研究 发表时间:2017-04-25T17:16:46.930Z 来源:《电力设备》2017年第3期作者:李孟朱晓林 [导读] 摘要:眼下我国社会经济发展迅速,科技水平不断提高,随之而来对于电力的需求也在逐年增长,在这种社会环境下,供电系统的供电能力成了重要问题,经受着来自社会各界的巨大考验。 (国网天津市电力公司检修公司) 摘要:眼下我国社会经济发展迅速,科技水平不断提高,随之而来对于电力的需求也在逐年增长,在这种社会环境下,供电系统的供电能力成了重要问题,经受着来自社会各界的巨大考验。供电指标是用来判断供电能力是否满足社会需求的重要参数,要想使得供电指标能够得到有效提高,供电系统的供电可靠性是一项重要因素,因此供电企业必须要加强管理,优化每一生产环节,规范相关操作,保证供电的可靠性和安全性,在提高供电质量的同时满足社会用电需求。本文对此做了深入研究,首先分析了影响供电能力的各种因素,随后提出了几点有效的解决措施。 关键词:电力系统;供电能力;可靠性 引言 眼下社会的用电需求日益加大,这样提高供电能力是供电企业眼下最重要的问题。配电线路是供电系统中不可或缺的重要组成部分之一,覆盖范围较大,线路多且长,因此在输送电过程中难免会出现跳闸现象,给周围群众的和企业都造成了一定的不良影响。因此,供电企业对此必须要予以高度重视,完全按照国家相关制度规范企业生产,合理分配用电额度,减少安全隐患的存在,提高供电可靠性。 一、影响供电可靠性的相关因素 经过一系列的时间分析可知,影响电力系统供电可靠性的因素有三点,分别是用户分布密度、除了设备原因之外导致的停电、配电线路出现故障。具体如下: 1.用户的分布密度 用户的分布密度指的就是在一定范围内用户的数量。从我国目前的情况来看,我国用电用户主要呈现“东多西少”的局势分布,而内陆和沿海相比较沿海地区分布较多,造成这种现象主要的是因为各地区的经济发展存在差异使得密度不均衡。在这种情况下,供电企业为了提高供电的可靠性,通常都是不同的地区采取不同的接线方式,密度高的地区和密度低的地区分开供电。以便保证在出现故障时候,不至于影响到其他地区的正常供电。 2.除设备故障外导致的停电 除了设备出现故障导致停电外,自然灾害、雷电、线路检修、电网改造等也会导致不同时间的停电。眼下全国各地区的电网都在进行全面的改造,使得电网的质量得到明显提高,反而正常原因的停电也有所减少。但是在经济发展比较落后的地区,由于临时检修和设备维护等导致的临时停电还是时常发生的。除此之外,因自然灾害原因导致的停电也是不能避免的,但是随着电网的不断改造,抗灾害能力越来越强,停电现象也会越来越少。 3.配电线路的故障 基本上所有的配电线路都是在户外运行的,由于露天运作,因此天气、自然灾害等的变化都会导致配电线路出现故障,主要是集中线路老化、绝缘、天气变化导致线路损坏等方面。除了这些自然因素外,线路的使用材料也是影响线路故障的主要原因之一,质量越好发生的故障概率就越低。一旦配电线路出现问题导致故障自然就会影响到供电的可靠性。 二、加强电力系统供电可靠性的有效措施 1.技术方面 从技术方面来看,主要需要做的就是保证供电线路质量和设备工作效率。 (1)在铺设和维护电网的过程中,必须要按照相关标准选择电线,根据实际需要选择合适的供电设备,合理配置电网,保证电线和设备的质量满足实际要求同时方便维修。 (2)定期对对电网和供电设备进行检查,根据实际情况调整线路负荷,避免超负荷使用导致线路出现故障。一旦发现设备出现问题必须要及时维修,保证设备的使用寿命。 (3)加强配电线路和主接线的可靠性的控制。 (4)根据实际情况强化配电系统的结构,同时赋予环网等开关一定的远程操控能力,保证设备可以实现稳定运行,避免其受到外界因素的不良影响。 (5)适当引进先进的供电技术,例如红外检测技术等,可以有效加强供电能力。 2.管理方面措施 针对供电系统的管理方面也要加强改革和控制,全面分析存在的相关问题,根据实际情况选择针对性的措施加以解决,确保供电质量满足国家相关标准,增加供电的可靠性以及安全性。具体措施如下: (1)从根本源头抓起,建立科学合理的内部管理制度,并根据实际情况予以改进和完善。上到管理层下到员工全部都要严格执行该制度,杜绝违规操作现象发生。加强管理力度,合理制定发展目标,定期做好检查和维修,最大限度降低存在的安全隐患。 (2)加强日常检查和维护力度。强化责任意识,定期对供电线路和供电设备进行严格的检查,保证可以及时解决安全隐患,避免其继续扩大造成不良影响。对于易于出现故障的部位要加强管理,尤其是计量箱、变压器等,将其危险因素消灭在萌芽中。这样才能有效防止非设备故障导致的停电现象。 (3)完善配电网络,使用高质量的电路产品,确保设备型号符合供电要求,根据实际情况适当调整配电模式,避免出线路出现超负荷的情况,以防止电路出现故障,降低停电的发生几率。 (4)适当将计算机技术应用在供配电中,实现供电自动化,可以有效提高企业供电管理效率,保证供电的可靠性和安全性。 三、结束语 综上所述,社会在发展时代在进步,随着科技的发展各行业对实际供电提出了更高的要求,为了保证供电的可靠性和安全性供电企业必须要加强各方面的管理,引进新技术,投入新设备,针对存在的问题要多方面考虑,采取有效的措施,从根本上实现电网的稳定运行,

太阳能光热发电技术研究综述

太阳能光热发电技术研究综述 摘要:太阳能是一种清洁的可再生能源,充分利用太阳能进行发电发热是我国 能源企业正在研究和使用的有效方式,这种方式有助于提高太阳能的利用率,有 助于减少不必要的自然环境污染和破坏,有助于新能源的开拓,是我国逐步实现 节能减排的有效体现,也符合我国低碳经济的发展要求,欧美一些发达国家已经 开始关注具有更高能源利用率的太阳能光热发电技术,并相继建立了不同型式的 示范装置。本文首先对太阳能光热发电系统进行了介绍,分析了国内外太阳能发 电的现状,指出了太阳能发电的技术发展趋势和研究方向。 关键词:太阳能;光热发电;发电技术 引言 目前,我国由于工业规模扩大和粗放经营导致了严重环境污染和破坏,因此 开发清洁能源是有效解决这一问题的重要途径,目前,世界各国纷纷将目光投向 太阳能的开发和应用,这也是全球经济的低碳化发展方向。太阳能作为一种清洁 的可再生能源,是未来的理想能源之一,是人类最可靠、最安全、最绿色、最持 久的替代能源。目前太阳能光伏发电被炒得如火如荼,而太阳能光热发电技术却 少为人知,在太阳能光伏发电遭遇瓶颈的今天,太阳能光热发电逐渐被人们重视 起来。 一、太阳能光热发电系统简介 1、太阳能发电系统的分类 目前,太阳能发电技术分为两种,一种是太阳能光伏发电,一种就是本文提 到的太阳能光热发电。太阳能光热发电技术又分为槽式太阳能光热发电、塔式太 阳能光热发电、碟式太阳能光热发电。目前槽式和塔式太阳能光热发电技术已经 投入使用,但是碟式发电系统还处于实验和示范状态。 2、槽式太阳能光热发电系统简介 这种太阳能光热发电系统主要是利用槽式抛物面聚光器聚光的太阳能产生的 热量进行发电,是一种分散型系统。这一系统的机构由聚光集热装置、蓄热装置、热机发电装置和辅助能源装置构成。槽式抛物面将太阳光线聚集在一条线上,并 在这条线上的重要位置安装集热器,进而吸收太阳的能量,之后将众多的槽式聚 光器串联或并联形成集热器的排列结构。 一般太阳能发电系统采用的是双回路的设计,集热油的回路与动力蒸汽的回 路是分开的,通过换热器交换热量,使用导热油作为热,低温的导热油从油罐泵 进入槽式太阳能集热场,被加热到391℃,之后经过再热器、过热器、蒸发器、 预热器四个装置,将收集的能量交换给动力回路中的蒸汽,进而产生热量极高的 蒸汽,进入汽轮机中做功,然后产生电能。 如果太阳能供应不足,这时就可以利用辅助加热器,如锅炉进行加热,提高 导热油的热量,进而实现该系统的正常运行,保证该系统连续作业,持续的产生 电能。因为槽式聚光器的集热温度不高,使得槽式太阳能光热发电系统中动力系 统的热能转化为功的效率不高,一般不到40%,因此,残春依靠抛物槽式太阳能 光热发电成本较高。 3、塔式太阳能光热发电系统 塔式太阳能光热发电系统是一种集中式发电系统,主要利用定日镜将太阳光 聚焦在中心的吸热器上,太阳的辐射能量会转变为热能,之后传递给热力循环工质,驱动汽轮做功进而实现发电。这一太阳能发电系统可以分为熔盐系统、空气

关于热能动力工程的个人简历模板

关于热能动力工程的个人简历模板导读:本文是关于关于热能动力工程的个人简历模板,希望能帮助到您! 性别:男 年龄:23岁 身高:166cm 婚姻状况:未婚 居住地:唐山市 工作年限:在读学生 普通话:一般 最高学历:本科 (全日制) 专业:热能与动力工程 英语级别:四级 计算机:一般 粤语:差 求职意向 意向地区:浙江省江苏省福建省意向岗位:光伏系统工程师风光互补太阳能工程设计师热能动力工程师 住房要求:需要提供期望月薪:保密 发展方向:因为我是要毕业的大学生,所以没有风光方面工作的没有经验,但是凭着对风光事业的热爱,我坚持多读相关书籍,了解国内外情况,能比较清楚的了解到虽然现在风光特别是

光伏产业面临着巨大挑战,但是一定能够有一个美好的未来。我来求职的是风光互补助理工程师,到企业后,我愿意从基础干起,踏踏实实,勤奋上进,尊重领导,团结同事,为企业的发展发光发热。 工作经验 时间:XX-07 ~ XX-08公司名称:****** 职位名称:人事部实习专员月薪:保密 工作描述:在阳光视线实习期间,我做了制订会议流程,整理申报单,下市场接待顾客,学习日常规章制度,卫生检查和完成领导安排的相关事宜,学到了很多东西。 简历详述 善于思考,具有良好的语言组织能力,执行力特别强,经历过较多的社会实践,能够通过快速认识到自己的缺点并且改正,可以很快融入团队中去。 教育/培训 学校学历开始时间毕业时间证书编号专业 河北联合大学本科XX-09XX-06 热能与动力工程 明年毕业 技能专长 专业技能: 熟悉风能和光能的工作流程,了解风能和光能国 内外情况 it技能:

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材料表面与界面

表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域。若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。表面:在真空状态下,物体内部和真空之间的过渡区域,是物体最外面的几层原子和覆盖其上的外来原子和分子所形成的表面层。表面层有其独特的性质,和物体内部的性质完全不同。几何概念:表面是具有二维因次的一块面积,无厚度、体积。 界面:两个物体的相态相接触时的过渡区域,由于分子间的相互作用,形成在组成、密度、性质上和两相有交错并有梯度变化的过渡区域。 几何概念:它不同于两边相态的实体,有独立的相、占有一定空间,有固定的位置,有相当的厚度和面积。弛豫;指表面层之间以及表面和体内原子层之间的垂直间距ds和体内原子层间距d0相比有所膨胀和压缩的现象。可能涉及几个原子层。重构:指表面原子层在水平方向上的周期性不同于体内,但在垂直方向上的层间间距d0与体内相同。这种不平衡作用力使表面有自动收缩的趋势,使系统能量降低的倾向,由此产生表面张力以σ表示,称为表面张力,即:6=f/2l,6=dw/da,σ也可以理解为表面自由能,简称表面能。例题:20℃时汞的表面张力为4.85×10-1 Jm-2,求在此温度及101.325 kPa 的压力下,将半径1mm的汞滴分散成半径10-5 mm的微小汞滴,至少需要消耗多少功?解:已知:σ=4.85×10-1 Jm-2,r1=1mm, r2=10-5 mm,界面张力的热力学定义。在恒温、恒压下研究表面性能,故常用下式表示。广义表面自由能的定义:保持相应的特征变量不变,每增加单位表面积时,相应热力学函数的增值。狭义表面自由能的定义:保持温度、压力和组成不变,每增加单位表面积时,Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能,或简称表面自由能或表面能,用符号σ表示,单位为J·m-2。表面张力与表面Gibbs自由能的异同:相同点:数值相同,量纲相同。不同点:物理意义不同,单位不同。例:试求25℃,质量m=1g的水形成一个球形水滴时的表面自由能E1。若将该水滴分散成直径2nm的微小水滴,其总表面能E2又是多少?(已知25℃时水的比表面自由焓Gs为72×10-3 J*m-2) G=GsA.解:设1g水滴的体积为V,半径为r1,表面积为A1,密度为ρ,则:(2)若分散成r2=1nm的水滴N个。由于液面是弯曲的,则沿AB的周界上的表面张力不是水平的,作用于边界的力将有一指向液体内部的合力。所有的点产生的合力和为Ps ,称为附加压力。由于液面是凹面,沿AB的周界上的表面张力不能抵消,作用于边界的力有一指向凹面中心的合力。所有的点产生的合力和为Ps ,称为附加压力。(1)凸液面,液滴的曲率半径r为正,△P为正,附加压力指向液体内部,r越小,△P越大;(2)平液面,r趋向无穷大,△P为零,跨越平液面不存在压力差;(3)凹液面,r为负,△P为负,附加压力指向空气。对指定液体,在一定温度下,σ为一定值,则:1)对球面r1 = r2 =r Δp = 2σ/r 2)对凸面r取正值对凹面r 取负值对平面 3)球形液膜(两面)如肥皂泡Δp = 4σ/R' 对不同的液体,σ不同,如曲率R' 相同。例:温度为20℃时,一滴水珠内部的压强为外部压强的两倍,求水珠的半径。设大气压强P0=1.013×105Pa,20℃时水的表面张力系数α=72.8×10-3N/m。表面张力测定方法,毛细管法, 最大气泡压力法,滴重法,吊环法,吊板法。例题1:将内半径分别为0.6×10-3和0.4×10-3m的两只毛细管同时插入某液体中,测得两管中液面相差 1.00cm。已知液体密度为900 kg·m-3,并假设接触角为0°,求液体的表面张力。解:1)液体在两毛细管中上升的高度分别为:。例:25 ℃半径为的水滴与蒸气达到平衡,试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。已知25 ℃时水的表面张力为71.97×10 -3 N·m -1 ,体积质量(密度)为0.9971 g·cm - 3,蒸气压为 3.168 kPa, 摩尔质量为18.02 g·mol-1。Kelvin公式表明:液滴的半径越小,其蒸汽压越大。气泡的半径越小,其蒸汽压越小。应用Kelvin公式可以解释一些现象:1、人工降雨2、过热液体3、过饱和溶液。过饱和现象:在蒸汽冷凝、液体凝固和溶液的结晶过程中,由于最初生成的新相颗粒极其微小,其比表面积和表面自由能极大,物质的弯曲表面效应使得新相难以生成,从而引起各种过饱和现象。1. 过饱和蒸汽:当空气中的水蒸气凝结时,首先形成非常小的液核,在液核存在的基础上继而长大形成大的液滴,从而发生水蒸气的凝结。根据kelvin公式:对于初始形成的液核,半径非常小,其对应的饱和蒸汽压远远大于平液面水的饱和蒸汽压,所以液核很难形成,从而发生了空气中水蒸气过饱和现象。若在空中存在凝结中心,比如灰尘,会使水滴初始凝结曲率半径变大,当相应的饱和蒸气压小于高空中有的水蒸气压力时,蒸气会凝结成水。人工降雨正是利用种原理,通过向云层中的过饱和水气提供凝聚中心( 例如Ag I 微粒) 以达到人工增雨的目的。2. 过热液体:液体沸腾时不仅在液体表面进行气化,而且在液体内部要自动形成小气泡。根据开尔文公式可知,对于这样的气泡其饱和蒸气压小于平面液体的饱和蒸气压,而且起泡半径越小,泡内饱和蒸气压越小。在沸点时,最初形成的半径极小的气泡内的饱和蒸气压远小于外压,因此在外压的压迫下,小气泡难以形成,以至液体不易沸腾而形成过热液体。实践中,在液体中加入多孔物质,如沸石。沸石是一类具有较大表面积的多孔性固体,内空中储存有气体,加热时这些气体成为新相的种子,增大了最初形成气泡的半径,从而避免液体过热现象。3. 过饱和溶液在平衡条件下,应当有晶体析出而未析出的溶液。小晶粒的溶解度大于大晶粒的溶解度。例:25 ℃半径为的水滴与蒸气达到平衡,试求水滴的内外压力差及水滴的饱和蒸气压。已知25 ℃时水的表面张力为71.97×10 -3 N·m -1 ,体积质量(密度)为0.9971 g·cm - 3,蒸气压为3.168 kPa, 摩尔质量为18.02 g·mol-1。例:将正丁醇(摩尔质量M=0.074kg·mol-1)蒸气聚冷至273K,发现其过饱和度约达到4时方能自行凝结为液滴,若273K时正丁醇的表面张力γ=0.0261N·m-1,密度ρ=1×103kg·m-3 ,试计算(a)在此过饱和度下所凝结成液滴的半径r ;(b)每一液滴中所含正丁醇的分子数。例8:298.2K时,乙醇水溶液的表面张力与溶液活度的关系符合下式,乙醇水溶液的表面张力σ(N·m-1)与活度的关系如下:σ=0.072-5.00×10-4a+2.00×10-4a2, 试计算活度为0.500 的溶液的表面超量Γ。3. 固体表面。。。形成新表面时可以认为经过如下过程:(1) 首先体相被分开,形成新表面。(2) 然后表面的分子或原子重排,迁移到平衡位置。对液体这两个过程同时完成;对固体第二个过程难完成,产生表面应力。。3.1.2 固体表面的不均一性固体表面凹凸不平。晶体晶面的不均一性。固体表面污染。。3.1.3 固体表面的吸附性。。正由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀性,它可以吸附气体或液体分子,使表面自由能下降。而且不同的部位吸吸附和催化的活性不同。3.1.3 固体表面的吸附性。。。吸附剂。吸附质。。当气体或蒸汽在固体表面被吸附时,固体称为吸附剂,被吸附的气体称为吸附质。常用的吸附剂有:硅胶、分子筛、活性炭等。物理吸附仅仅是一种物理作用,没有电子转移,没有化学键的生成与破坏,也没有原子重排等。化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应,在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。比表面积的定义:单位质量的吸附剂具有的表面积。A0=A/W其中A0为物质的比表面积(m2/g),A为物质的总表面积(m2),W为物质的质量(g)。提高固体吸附能力的方法:1. 物质被粉碎成微粒。2. 使固体具有许多内部空隙,即具有多孔性。应用:在脱水,脱气,净化,分离,催化等领域有广泛的应用。3.1 固体表面特性。。表面分运动受缚性。表面不均一性。表面吸附性。固体的表面能是产生单位面积新表面必须消耗的等温可逆功。液体的表面能和表面张力在数值上是相等的。当把固体表面切开形成新表面时,新表面上的分子和原子因不能自由移动,仍停留在原来的位置上,但新表面上的分子和原子因受力不均,有自动调整其间距达到表面平衡构型的倾向,于是产生了表面应力。而固体的表面能和表面应力在数值上往往是不相等的。固-气界面吸附的影响因素:1、温度气体吸附是放热过程,因此无论物理吸附还是化学吸附,温度升高时吸附量减少。在物理吸附中,要发生明显的吸附作用,一般说,温度要控制在气体的沸点附近。化学吸附是表面化学反应,温度升高,吸附速率增大。2、压力无论是物理吸附还是化学吸附,压力增加,吸附量皆增大。无论是物理吸附还是化学吸附,吸附速率均随压力的增加而增加。3、吸附剂和吸附质性质 (1)极性吸附剂易于吸附极性吸附质。如硅胶、硅铝催化剂等极性吸附剂易于吸收极性的水、氨、乙醇等分子。 (2)非极性吸附剂易于吸附非极性吸附质。如活性炭、碳黑是非极性吸附剂,故其对烃类和各种有机蒸气的吸附能力较大。炭黑的情况比较复杂,表面含氧量增加时,其对水蒸气的吸附量将增大。 (3)一般吸附质分子的结构越复杂,沸点越高,被吸附的能力越强。这是因为分子结构越复杂,范德华引力越大;沸点越高,气体的凝结力越大,这些都有利于吸附。 (4)酸性吸附剂易吸附碱性吸附质,反之亦然。例如,石油化工中常见的硅铝催化剂、分子筛、酸性白土等均为酸性吸附剂或固体酸催化剂,故它们易于吸附碱性气体(如NH3、水蒸气和芳烃蒸气等)。 (5)吸附剂的孔结构。 3.3.2 Langmuir理论。。1. 基本观点:(1)固体表面存在一定数量的活化位置,当气体分子碰撞到固体表面时,就有一部分气体被吸附在活化位置上,并放出吸附热; (2)已吸附在固体表面上的气体分子又可重新回到气相,即存在凝集与逃逸(吸附与解吸)的平衡,是一个动态平衡的过程。 2. 基本假设:(1)吸附是单分子层的。(2)固体表面是均匀的,被吸附分子间没有相互作用力。5. Langmuir吸附等温式的优缺点:若固体表面比较均匀,吸附只限于单分子层,该式能较好代表实验结果。对一般化学吸附及低压高温物理吸附,该式均取得很大成功。当表面复盖率不是很低时,被吸附分子间的相互作用不可忽视;实际上,固体表面并不均匀,吸附热随覆盖率而变,该公式与实验发生偏差。此外,对多分子层吸附也不适用。 4.1 Young方程和接触角…在气、液、固三相交界点,自固-液界面经过液体内部到气-液界面的夹角称为接触角,通常用q表示。(1)θ=0,完全润湿,液体在固体表面铺展。(2)0<θ<90°,液体可润湿固体,且θ越小,润湿越好。(3)90°<θ<180°液体不润湿固体。(4)θ=180°,完全不润湿,液体在固体表面凝成小球。4.2 接触角的测定方法停滴法. 吊片法电子天平法。 第二章金属材料的表面 金属材料的特点:1、常温下为固体(Hg除外)2、熔点较高也有较低的如:Sn、Pb、Zn、Al 3、密度较大(Mg、Al除外,<3g/cm3)4、有光泽5、延展性、韧性、可加工性好6、导热性、导电性好,Ag、Cu、Al 7、易氧化 由于固体表面上原子或分子的力场是不饱和的,就有吸引其它分子的能力,从而使环境介质在固体表面上的浓度大于体相中的浓度,这种现象称为吸附。金属表面吸附现象的本质:固体表面存在剩余键力;吸附是固体表面存在剩余键力与分子间的相互作用。当气体与清洁的固体表面接触时,在固体表面上气体的浓度高于气相,这种现象称为吸附现象。被吸附的气体称为吸附质。吸附气体的固体称为吸附剂。吸附质在固体表面上吸附后存在的状态称为吸附态。通常吸附是发生在固体表面的局部位置,这样的位置称为吸附中心或吸附位。吸附中心与吸附质分子共同构成表面吸附络合物。即表面活性中间物种。气-固相催化反应中,至少有一种反应物要能在催化剂的表面上发生化学吸附。吸附键的强度要适当,吸附键过强或过弱都不利于下一步化学反应的进行。如果催化剂对反应物吸附过强,往往形成较稳定的表面络合物;吸附过弱,反应物分子活化不够,不利于反应。其数值大小可由化学吸附热度量。吸附热越大,吸附键愈强;反之,吸附热越小,吸附键越弱。因此,吸附热是选择催化剂时要考虑的因素之一。物理吸附时反应物分子的反应性能没有明显变化,因而与表面催化作用没有直接关系。 但是,物理吸附可使催化剂表面反应物分子浓度增大,从而提高反应速度。物理吸附的反应物分子可以作为补充化学吸附的源泉,或者当表面存在

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